SimCBERS: simulador operacional do satélite CBERS 3&4 desenvolvido pelo INPE-Brasil
Ambrósio, A. M.
Um simulador operacional de satélites é uma representação digital do satélite. Ele é organizado em um conjunto de modelos virtuais que imitam tanto os subsistemas que compõem o satélite, como por exemplo, o suprimento de energia, os transmissores e receptores, entre outros, quanto as estações terrenas e o ambiente espacial que interagem com o satélite. Uma função significativa do simulador de satélites é apoiar o trabalho dos engenheiros na definição de novos procedimentos operacionais, necessários quando ocorrem mudanças físicas no satélite, após o seu lançamento, que podem ser previstas ou imprevistas. O envelhecimento, por exemplo, causa alteração no comportamento dos equipamentos e pode ser previsto. Porém, as falhas e o mau-funcionamento em equipamentos, ou a demanda por uso da carga útil não inicialmente planejada são situações imprevistas que alteram o comportamento do satélite e consequentemente demandam novos procedimentos operacionais. Dessa forma, o simulador permite o teste de novos procedimentos, o que pode maximizar o uso dos recursos do satélite, prolongando assim o tempo de vida da missão. O simulador é um software, mas pode conter partes em hardware, cuja função básica é interpretar comandos recebidos das estações de solo, executá-los considerando o contexto e produzir respostas exatamente como as telemetrias do satélite real. É o software mais complexo de uma missão espacial devido à sua multidisciplinaridade exigindo dos desenvolvedores conhecimento do satélite, das estações terrenas, dos protocolos de comunicação e do ambiente espacial. O simulador para os satélites CBERS 3&4 (SimSBERS) foi desenvolvido, entre 2007 e 2017, pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais atendendo requisitos operacionais brasileiros para essa missão. O objetivo do simulador SimCBERS foi (i) apoiar as atividades de operação do satélite (desempenhada pelo Centro de Controle de Satélite) e (ii) facilitar a análise de situações imprevistas que pudessem ocorrer durante a vida do satélite (desempenhadas, quando necessário, pelos engenheiros de sistema da Engenharia Espacial). Um dos principais desafios no projeto do simulador SimCBERS foi criar a especificação padronizada dos modelos dos 15 subsistemas do satélite, ou seja, encontrar uma linguagem que representasse com fidelidade o comportamento do subsistema e que fosse compreendida pelos engenheiros das diversas disciplinas abrangendo os subsistemas em questão (elétrica, mecânica, matemática, computação, ótica, etc.) O desenvolvimento do simulador SimCBERS envolveu muitas pessoas a fim de que se produzissem: as especificações o software, os casos de testes e os relatórios de verificação e validação, os quais foram devidamente revisados pela equipe técnica responsável por cada um dos subsistemas. O desenvolvimento desse produto motivou temas para pesquisas de técnicas inovadoras em futuras versões de simuladores. Ele também serviu como base para o desenvolvimento de simuladores para satélites de outras missões como a missão AMAZONIA.